(Andrew Brookes/Image Source/Getty Images) Vi har nå fått et mer komplett bilde enn noen gang før av hvordan hjernen vokser, utvikler seg og krymper over livene våre – alt takket være en kompleks database som kombinerer 123.984 magnetisk resonansavbildning ( MR ) skanninger tatt fra 101 457 individer.
Skanningene dekker alle stadier av livet, fra et 16 uker gammelt foster til en 100 år gammel voksen, og de kan vise seg å være en uvurderlig ressurs for forskere som studerer hjerneutvikling og hjernesykdommer i fremtiden.
Samlet fra over 100 tidligere studier, de nye hjernekartene – som du kan se opp selv på nettet – ble satt inn i et standardformat som kunne sammenlignes over tid, inkludert målinger på hvit og grå substans, og volumet av spesifikke hjerneregioner når vi blir eldre.
'Det er ingen standardiserte vekstdiagrammer for hjernens utvikling slik det er for andre vekstmålinger som høyde og vekt, til tross for at vi vet at hjernen går gjennom mange endringer i løpet av menneskets levetid,' sier nevroforsker Aaron Alexander-Bloch fra University of Pennsylvania.
'Vårt arbeid samler en enorm mengde bildedata som vil fortsette å vokse, slik at forskere og til slutt klinikere kan evaluere hjernens utvikling mot standardiserte mål.'
I tillegg til å vise rask ekspansjon tidlig i livet og en langsom nedgang etter hvert som vi blir eldre, avslører hjernekartene milepæler som ikke har blitt lagt merke til før, eller som tidligere bare har vært hypoteser om.
For eksempel øker hastigheten som grå substans (prosesseringsceller) vokser raskt frem til seksårsalderen, hvoretter den begynner å avta. Veksten av hvit substans (støttevev) topper seg like før 29 år, og begynner å avta i volum i midten av 30-årene.
I mellomtiden topper gråstoffvolumet i subcortex - den delen av hjernen som kontrollerer kroppsfunksjoner og grunnleggende atferd - i ungdomsårene ved 14 og et halvt år i gjennomsnitt. Disse er alle nyttige benchmarks for fremtidig analyse.
En av måtene diagrammene kan brukes på er å diagnostisere og overvåke hjernesykdommer som f.eksAlzheimers, hvor hjernen gjennomgår unormale endringer, og gir et sammenlignende referansepunkt for sunn hjernestørrelse og tilstand på forskjellige tidspunkt i livet.
'Dette bør effektivt tillate nevrologen å svare på spørsmålet 'Dette området ser atypisk ut, men hvor mye atypisk?' sier nevroforsker Richard Bethlehem fra University of Cambridge i Storbritannia.
'Ettersom verktøyet er standardisert, bør det ikke spille noen rolle hvor du har hjerneskanning - du bør fortsatt kunne sammenligne det.'
Forskerne understreker at mer data og flere forbedringer vil kreves før databasen kan brukes i en klinisk setting, men den tilbyr allerede et vell av nyttig informasjon for forskere, og den er designet slik at nye data enkelt kan legges til.
Å få dette gigantiske datasettet sammen i en standardisert form er ikke noe som kan gjøres over en helg. Teamet bak hjernekartene anslår at rundt 2 millioner timer med databehandlingstid ble brukt til å bygge den.
Neste trinn er å utvide databasen ytterligere, spesielt med hjerne-MR-data for sosioøkonomiske og etniske grupper som typisk er underrepresentert i studier. Herfra kan nytten av diagrammene bare øke.
'Vi er fortsatt på et ekstremt tidlig stadium med hjernediagrammene våre, som viser at det er mulig å lage disse verktøyene ved å samle enorme datasett,' sier Betlehem .
'Kartene begynner allerede å gi interessant innsikt i hjernens utvikling, og vår ambisjon er at i fremtiden, ettersom vi integrerer flere datasett og foredler diagrammene, kan de til slutt bli en del av rutinemessig klinisk praksis.'
Forskningen er publisert i Natur .